Меню

Квазар космос что это

Квазары

Самое интересное в науке – находить нечто необычное. Сначала ученые вообще не понимают, с чем столкнулись и тратят десятилетия, а иногда и века, чтобы разобраться в возникшем явлении. Так и было с квазаром.

В 1960-х годах земные телескопы столкнулись с загадкой. От Солнца, галактики и некоторых звезд приходили радиоволны. Но были найдены и необычные источники, ранее не наблюдавшиеся. Они были крошечными, но невероятно яркими.

Их назвали квазизвездными объектами («квазары»). Но наименование не объяснило природу и причину появления. На начальных этапах удалось лишь узнать, что они двигаются от нас на 1/3 скорости света.

Квазары – невероятно интересные объекты, потому что своим ярким сиянием способны затмить целые галактики. Это далекие формирования, подпитывающиеся от черных дыр, и в миллиарды раз массивнее Солнца.

Это иллюстрация квазара подобного APM 08279+5255, в котором было найдено огромное количество водяного пара. Скорее всего, газ и пыль формируют выступ вокруг центральной части

Первые полученные данные о количестве поступающей энергии повергли ученых в настоящий шок. Многие не могли поверить в существование подобных объектов. Скептицизм заставил их искать другое объяснение происходящему. Некоторые думали, что красное смещение не указывает на удаленность и связано с чем-то другим. Но последующие исследования отбрасывали альтернативные идеи, из-за чего пришлось согласиться, что перед нами – действительно одни из ярчайших и удивительных вселенских объектов.

Изучение началось в 1930-х годах, когда Карл Янски понял, что статистические помехи в трансатлантических телефонных линиях происходили от Млечного Пути. В 1950-х гг. ученые использовали радиотелескопы, чтобы изучить небо, и объединить сигналы с видимым наблюдением.

Удивляет и то, что источников для такого энергетического запаса у квазара не так уж и много. Наилучший вариант – сверхмассивная черная дыра. Это определенный участок в пространстве, обладающий такой сильной гравитацией, что даже световым лучам не удается вырваться за его пределы. Малые черные дыры создаются после гибели массивных звезд. Центральные по массе достигают миллиардов солнечных. Удивляет еще один момент. Хотя это невероятно массивные объекты, по радиусу могут достигать Солнечной системы. Никто не может понять, как формируются такие сверхмассивные черные дыры.

Иллюстрация квазара и черной дыры, похожей на APM 08279+5255, где было замечено много водяного пара. Скорее всего, пыль и газ формируют тор вокруг черной дыры

Вокруг черной дыры вращается огромное газовое облако. Как только газ оказывается в черной дыре, его температура поднимается до миллионов градусов. Это заставляет его создавать тепловое излучение, делая квазар таким ярким в видимом спектре, как и в рентгеновском.

Но есть граница, именуемая пределом Эддингтона. Этот показатель зависит от массивности черной дыры. Если попадает большое количество газа, то создается сильное давление. Оно притормаживает газовый поток, сохраняя яркость квазара ниже черты Эддингтона.

Вам нужно понимать, что все квазары удалены от нас на значительные дистанции. Самый близкий расположен в 800 миллионах световых лет. Так что, можно сказать, что в современной Вселенной их уже не осталось.

Что с ними случилось? Никто точно не знает. Но, если основываться на источнике питания, то, скорее всего, все дело в том, что запас топлива подошел к нулю. Газ и пыль в диске закончились, и квазары не могли больше светить.

Квазары — Дистанционные огни

Если мы говорим о квазаре, то следует объяснить, что такое пульсар. Это быстро вращающаяся нейтронная звезда. Она создается в процессе разрушения сверхновой, когда остается сильно уплотненное ядро. Его окружает мощное магнитное поле (превышает земное в 1 триллион раз), которое заставляет объект вырабатывать заметные радиоволны и радиоактивные частицы из полюсов. Они вмещают в себя разнообразные типы излучения.

Гамма-пульсары воспроизводят влиятельные гамма-лучи. Когда нейтронный тип поворачивается к нам, мы замечаем радиоволны всякий раз, когда на нас указывает один из полюсов. Это зрелище напоминает маяк. Этот свет будет мелькать с разной скоростью (влияют размер и масса). Иногда случается так, что у пульсара появляется двоичный спутник. Тогда он может вторгаться в материю компаньона и учащать свое вращение. В быстром темпе способен пульсировать 100 раз в секунду.

Что же такое квазар?

Точного определения для квазара пока нет. Но последние сведения говорят, что квазары могут создаваться сверхмассивными черными дырами, которые поглощают вещество в аккреционном диске. С ускорением вращения она нагревается. Столкновения частичек создают большое количество света и передают его прочим формам излучения (рентгеновские лучи). Черная дыра в таком положении будет питаться веществом, равным солнечному объему за год. При этом значительное количество энергии будет выброшено из серверного и южного полюса дыры. Это называется космическими струями.

Хотя есть вариант, что перед нами молодые галактики. Так как о них известно мало, то квазар может представлять собою всего лишь раннюю стадию выброшенной энергии. Некоторые считают, что это отдаленные пространственные пункты, где новая материя поступает во Вселенную.

Поиск квазаров

Первый найденный квазар назвали 3C 273 (в созвездии Девы). Его нашли Т. Мэттьюс и А. Сэнджиджем в 1960 году. Тогда казалось, что он относится к 16-й звезде, подобной объекту. Но через три года заметили, что у него обнаружился серьезное красное смещение. Ученые догадались в чем дело, когда поняли, что интенсивная энергия производится на небольшой площади.

Квазар 3C 273 в созвездии Девы

Сейчас квазары находят благодаря красному смещению. Если видят, что у объекта оно высокое, то он заносится в список претендентов. На сегодняшний день их насчитывают более 2000. Главный инструмент поиска – космический телескоп Хаббла. С развитием технологий мы сможем раскрыть все тайны этих загадочных вселенских огоньков.

Световые струи в квазарах

Ученые думают, что точечные проблески – сигналы из галактических ядер, затмевающие галактики. Квазары можно найти только в галактиках, располагающих сверхмассивными черными дырами (миллиард солнечных масс). Хотя свет не способен вырваться из этого места, некоторые частицы пробиваются возле краев. Пока пыль и газ всасываются в дыру, другие частички отдаляются практически на скорости света.

Большую часть квазаров во Вселенной обнаружили на отдалении в миллиарды световых лет. Не будем забывать, что у света уходит время, чтобы добраться к нам. Поэтому, изучая подобные объекты, мы как будто возвращаемся в прошлое. Многие из 2000 найденных квазаров существовали еще в начале галактической жизни. Квазары способны генерировать энергию до триллиона электро-вольт. Это больше, чем количество света всех звезд в галактике (ярче свечения Млечного пути в 10-100000 раз).

Типы квазаров

Квазары входят в класс «активных ядер галактик». Среди прочих можно также заметить сейфертовские галактики и блазары. Каждый из них нуждается в сверхмассивной черной дыре для подпитки.

Сейфертовские уступают по энергии, создавая лишь 100 кэВ. Блазары потребляют намного больше. Многие полагают, что эти три типа – один и тот же объект, нов разных перспективах. Струи квазаров текут под углом в направлении Земли, на что способны также и блазары. У сейфертовских струи не видны, но есть предположение, что их эмиссия направлена не на нас, поэтому не замечается.

Квазары демонстрируют раннюю структуру галактик

При помощи сканирования древнейших вселенских объектов, ученым удается понять, как выглядел Млечный Путь во времена своей молодости.

Атакамская большая решетка миллиметрового диапазона способна запечатлеть «младенческое» состояние галактик, подобных нашей, отобразив момент, когда звезды только родились. Это удивительно, ведь они возвращаются в период, когда Вселенная по возрасту достигала всего 2 миллиардов лет. То есть, мы буквально смотрим в прошлое.

Читайте также:  Как нарисовать космос красками легко детям

Наблюдая за двумя древними галактиками в инфракрасных длинах волн, ученые заметили, что в раннем периоде развития присутствуют нечто, напоминающее удлиненные диски водородного газа, превосходящие намного меньшие внутренние области звездообразования. Кроме того, они уже обладали вращающими газовыми и пылевыми дисками, а звезды появлялись в довольно быстрых темпах: 100 солнечных масс в год.

Изучаемые объекты: ALMA J081740.86+135138.2 и ALMA J120110.26+211756.2. В наблюдениях помогли квазары, чей свет поступал с заднего плана. Речь идет о сверхмассивных черных дырах, вокруг которых сосредоточены яркие аккреционные диски. Полагают, что они играют роль центров активных галактик.

Квазар на удаленности в 12.5 миллиардов световых лет сияет возле молодой галактики (12 миллиардов световых лет). Приборы ALMA уловили ионизированный углерод (зеленый) и диск с формированием звезд (синий)

Квазары светят намного ярче галактик, поэтому если они расположены на фоне, то галактика теряется из виду. Но наблюдение ALMA позволяет зафиксировать инфракрасный свет, исходящий от ионизированного углерода, а также водород в сиянии квазаров. Анализ показывает, что углерод создает свечение на длине волны в 158 микрометров и характеризует галактическую структуру. Места рождения звезд можно найти благодаря инфракрасному свету от пыли.

Ученые заметили еще один момент в светящемся углероде – его расположение было смещено по отношению к газообразному водороду. Это намек на то, что галактические газы отходят предельно далеко от углеродного участка, а значит, у каждой галактики можно найти большой водородный ореол.

При осмотре объектов переднего плана, исследователи ожидали запечатлеть слабый выброс над квазаром. Но вместо этого заметили две ярких галактики на большой удаленности от квазара.

Художественная интерпретация «детской» галактики, похожей на Млечный Путь, с ярким квазаром, излучающим сияние в газообразном водороде

Анализ также подтвердил, что молодые галактики уже запустили процесс вращения. А это один из признаков принадлежности к спиральному типу. Этот проект стартовал в 2003 году, когда только разрабатывалась идея использования спектров квазаров для идентификации галактик на переднем плане. Этот механизм именуют демпфированной системой Лайман-альфа, из-за того, что водородный газ не дает определить длину волн света от квазара.

ALMA помогла, наконец, разобраться в процессе формирования галактик. Теперь понятно, что некоторые из ранних обладали ореолами, оказавшиеся намного шире, чем предполагали. Они могут предоставлять материал для галактического роста.

Источник

Квазар

Многие считают их огромными чёрными дырами, интенсивно всасывающими в себя всё, что их окружает. Вещество, приближаясь к ним, разгоняется и очень сильно разогревается. Под воздействием магнитного поля чёрной дыры частицы собираются в пучки, которые разлетаются от её полюсов. Этот процесс сопровождается очень ярким свечением. Есть версия, что квазары – это галактики в начале своей жизни, и фактически, мы видим их появление.

Яркость

Квазары имеют громадную мощность излучения. Она может превышать мощность излучения всех звёзд целой галактики в сотни раз. Мощь так велика, что объект, отдалённый от нас на миллиарды световых лет, мы можем увидеть в обычный телескоп.

Светимость может превышать светимость галактик в тысячи раз, а ведь последние состоят из миллиардов звёзд! Если сравнивать количество энергии, произведённое в единицу времени квазаром и Солнцем, то разница получится в 10 триллионов раз! А размер такого объекта может быть вполне сравним с объёмом Солнечной системы.

Возраст

Возраст этих суперобъектов определяется десятками миллиардов лет. Ученые вычислили: если сегодня соотношение квазаров и галактик 1 : 100000, то 10 млрд. лет назад оно было 1 : 100.

Расстояния до квазаров

Расстояния до удалённых объектов Вселенной определяются с помощью эффекта Доплера. Для всех наблюдаемых квазаров характерно сильное красное смещение, то есть, они удаляются. И скорость их удаления просто фантастическая. Например, для объекта 3С196 была вычислена скорость 200000 км/сек (две трети скорости света)! А расстояние до него около 12 млрд. световых лет. Для сравнения, галактики летят с максимальными скоростями «всего» в десятки тысяч км/сек.

Некоторые астрономы считают, что и потоки энергии от квазаров, и расстояния до них несколько преувеличены. Дело в том, что нет уверенности в методах изучения сверхдалёких объектов, за всё время интенсивных наблюдений не удалось достаточно определённо установить расстояния до квазаров.

Переменность

Настоящая загадка – переменность квазаров. Они изменяют свою светимость с необычайной частотой, у галактик таких изменений не бывает. Период изменений может исчисляться годами, неделями и сутками. Рекордом считается изменение блеска в 25 раз за один час. Эта переменность характерна для всех излучений квазара. Исходя из последних наблюдений, выясняется, что большая часть квазаров расположена возле центров громадных эллиптических галактик.

Изучая их, нам становится более понятной структура Вселенной и её эволюция.

Источник

Квазары. Что это на самом деле?

Сам термин «квазар» образовался от слов quasistellar и radiosource, буквально означая: радиоисточник, похожий на звезду. Это самые яркие объекты нашей Вселенной, имеющие очень сильное красное смещение.

Их относят к активным галактическим ядрам – это галактики, не укладывающиеся в традиционную классификацию.

Многие считают их огромными чёрными дырами, интенсивно всасывающими в себя всё, что их окружает. Вещество, приближаясь к ним, разгоняется и очень сильно разогревается. Под воздействием магнитного поля чёрной дыры частицы собираются в пучки, которые разлетаются от её полюсов. Этот процесс сопровождается очень ярким свечением. Есть версия, что квазары – это галактики в начале своей жизни, и фактически, мы видим их появление.

Если предположить, что квазар – некая сверхзвезда, сжигающая составляющий её водород, то массу она должна иметь до миллиарда солнечной!

Но это противоречит современной науке, считающей, что звезда, массой больше 100 солнечных, обязательно будет неустойчивой и, вследствие этого, распадётся. Источник их гигантской энергии тоже пока остается загадкой.

Яркость

Квазары имеют громадную мощность излучения. Она может превышать мощность излучения всех звёзд целой галактики в сотни раз. Мощь так велика, что объект, отдалённый от нас на миллиарды световых лет, мы можем увидеть в обычный телескоп.

Получасовая мощность излучения квазара может быть сопоставима с энергией, выделившейся при взрыве сверхновой.
Светимость может превышать светимость галактик в тысячи раз, а ведь последние состоят из миллиардов звёзд! Если сравнивать количество энергии, произведённое в единицу времени квазаром и Солнцем, то разница получится в 10 триллионов раз! А размер такого объекта может быть вполне сравним с объёмом Солнечной системы.

Возраст

Возраст этих суперобъектов определяется десятками миллиардов лет. Ученые вычислили: если сегодня соотношение квазаров и галактик 1 : 100000, то 10 млрд. лет назад оно было 1 : 100.

Расстояния до квазаров

Расстояния до удалённых объектов Вселенной определяются с помощью эффекта Доплера. Для всех наблюдаемых квазаров характерно сильное красное смещение, то есть, они удаляются. И скорость их удаления просто фантастическая. Например, для объекта 3С196 была вычислена скорость 200000 км/сек (две трети скорости света)! А расстояние до него около 12 млрд. световых лет. Для сравнения, галактики летят с максимальными скоростями «всего» в десятки тысяч км/сек.

Некоторые астрономы считают, что и потоки энергии от квазаров, и расстояния до них несколько преувеличены. Дело в том, что нет уверенности в методах изучения сверхдалёких объектов, за всё время интенсивных наблюдений не удалось достаточно определённо установить расстояния до квазаров.

Читайте также:  Йеллоустонский вулкан вид с космоса

Переменность

Настоящая загадка – переменность квазаров. Они изменяют свою светимость с необычайной частотой, у галактик таких изменений не бывает. Период изменений может исчисляться годами, неделями и сутками. Рекордом считается изменение блеска в 25 раз за один час. Эта переменность характерна для всех излучений квазара. Исходя из последних наблюдений, выясняется, что большая часть квазаров расположена возле центров громадных эллиптических галактик.

Изучая их, нам становится более понятной структура Вселенной и её эволюция.

Подробнее.

Взглянув на ясное ночное небо, мы увидим мириады таинственно мерцающих звезд. Самые яркие из них, видимые невооруженным глазом, могут быть удалены от нас на несколько тысяч световых лет. При помощи телескопа их можно различить на расстояниях, в тысячи раз больших, — в миллионы световых лет.

На еще больших расстояниях отдельные звезды различать уже невозможно, но их можно видеть объединенными в галактики — звездные системы, подобные нашей, в которой находится Солнце. Эти галактики насчитывают тысячи и сотни тысяч миллионов звезд. Общее излучение таких галактик может быть уловлено на расстояниях в миллиарды световых лет. Свет от них, регистрируемый фотопластинкой, начал свой путь еще в то время, когда на Земле только зарождалась жизнь.

До Коперника картина мироздания представлялась человеку несложной.

Центром мира была Земля, естественное место концентрации материи. Коперник сдвинул земной шар с этого привилегированного положения. Его последователь и друг Галилея, итальянский философ Джордано Бруно говорил уже о бесконечном числе миров во Вселенной. Она представлялась заполненной небесными телами однородной плотности, равномерно распределенными во времени и пространстве, подобно молекулам газа в замкнутом сосуде.

Первоначально звезды и наше Солнце рассматривались в качестве молекул этого «космического газа». Но после работ американского астронома Эдвина Хаббла «молекулами космологии» стали галактики — эти острова материи, содержащие миллиарды звезд.

Однако природа оказалась сложнее.

Галилей был уверен, что одни и те же законы физики применимы и к небесам и к Земле. Но если применить закон всемирного тяготения к газу, заполняющему бесконечный объем (например, к «газу», в котором роль молекул играют галактики), то несложный расчет показывает, что этот газ не может находиться в состоянии равновесия. Будет преобладать либо сила тяготения, либо космическое отталкивание. Образованный галактиками газ должен обязательно расширяться или сжиматься.

В 1926 году наблюдения Хаббла доказали, что Вселенная расширяется. Чем дальше мы проникаем в глубины пространства, тем быстрее разбегаются от нас видимые галактики. Наблюдения неизменно подтверждают закон Хаббла, по которому скорость разбегания галактик пропорциональна их расстоянию от нас.

Поскольку мы живем в эволюционирующей Вселенной, мы не можем не строить предположений о ее прошлом и будущем.

Как долго продолжится это разбегание, это расширение Вселенной? Если оно будет длиться бесконечно, то галактики разойдутся друг от друга на столь гигантские расстояния, что свет любой из них уже не дойдет до некогда ближайших к ней соседей. Суждено ли и нашей Галактике, Млечному Пути, превратиться в одинокий остров, плывущий в безбрежной пустоте?

Допустим, мы запускаем фильм истории в обратную сторону — в прошлое, а не в будущее. Мы увидим тогда, как галактики сближаются друг с другом. Примерно 10 миллиардов лет назад вся материя Вселенной была сильно сконденсирована. Расширение должно было начаться из состояния исключительно высокой плотности, а его начало — напоминать взрыв.

Многие астрономы, опираясь на расчеты русского ученого А. Фридмана, приняли гипотезу, согласно которой материя во Вселенной первоначально находилась в сверхплотном состоянии. Путем теоретических расчетов они пытались вывести из этого современные условия Вселенной. Другие делали ряд оговорок, считая, что цепь дедуктивных выводов, протянувшаяся столь далеко в прошлое, зависит от множества самых незначительных обстоятельств, которые могли быть упущены.

Однако благодаря открытию радиоволн, приходящих к нам из бездонных глубин космоса (1965—1966), в море предположений и гипотез появилась первая надежная точка опоры. В области метровых и более длинных радиоволн мы можем принимать радиоизлучение галактик и других небесных тел. В миллиметровом диапазоне излучение в основном образуется в атмосфере и ионосфере Земли. А вот в промежуточном, сантиметровом, диапазоне космос молчит.

При более тщательном исследовании «безмолвного диапазона» было открыто слабое тепловое излучение. Источниками этого некогерентного излучения не являются какие-либо известные небесные тела; оно не приходит из каких-то определенных участков неба. Это «фоновый шум», равномерно заполняющий всю Вселенную и одинаковый во всех направлениях. Он соответствует температуре 3° по шкале Кельвина (шкала абсолютных температур), или —270° по Цельсию.

Фоновое излучение — всего лишь слабый радиошум, но, когда мы осознаем, что оно равномерно заполняет всю Вселенную, его важная роль становится очевидной. Это излучение содержит в миллиарды раз больше фотонов, чем общее число атомов во Вселенной, а плотность его энергии в сотни тысячи раз превышает плотность энергии света, излучаемого всеми звездами.

Если мы путем дедукции придем к выводу, что, чем глубже в прошлое, тем меньшим и меньшим был объем пространства, занимаемый Вселенной, то, чем дальше по времени мы удалимся в прошлое, тем чаще будем встречаться все с более и более интенсивными излучениями и с более и более высокими температурами. Поскольку сейчас температура «фона» составляет 3°К, то 5 миллиардов лет назад она должна была составлять 6° К, а 7 миллиардов лет назад 30° К.

Можно дать только одно объяснение такому большому числу фотонов в космическом пространстве: они образовались в сгустке материи огромной плотности и чрезвычайно высокой температуры, как и должно было быть 10 миллиардов лет назад, когда началось расширение Вселенной.

От этой первоначальной стадии — по мере того как излучение охватывает все больший и больший объем — температура убывает по адиабатическому закону. Нынешняя температура 3° К свидетельствует о том, что начальной точке расширения Вселенной соответствовало особое состояние материи с температурой, превышающее миллион миллионов градусов, причем основную роль играло тогда излучение, а не частицы, из которых построено вещество.

В соответствии с расчетами русского ученого Я. Б. Зельдовича в течение первой секунды расширения температура упала до 10 миллиардов градусов, а к концу первой минуты — до нескольких миллионов градусов. С этого момента вещество стало преобладать над излучением, началось образование первых атомных ядер. В течение первых 10 миллионов лет температура упала до 4 тысяч градусов и в массе ионизованной плазмы появились условия для образования нейтральных атомов, с полным набором окружающих ядро электронов.

После этого протяженные области быстро движущегося газа начали эволюционировать: из каждой сформировалась основа галактики. Постепенно Вселенная приобрела современный вид, а мы тем самым продвинулись из мира не слишком обоснованных предположений к доводам науки, опирающимся на наблюдения.

Вполне естественно, что остаточное излучение с температурой 3° К дает нам лишь общую, не детальную картину рождения атомов и галактик. Информация, которую мы можем получить из нынешнего состояния вещества в атомной форме, также дает нам искаженную картину.

Дело в том, что тяжелые элементы непрерывно рождаются во Вселенной и сейчас. Поэтому почти невозможно выяснить начальную пропорцию различных элементов, определить плотность и температуру на начальном этапе. Вот почему астрономы сочли бы величайшим открытием, если бы удалось получить прямые, неискаженные сведения, дающие нам необходимую информацию о начальной фазе расширения Вселенной.

Читайте также:  Космос это какое явление

По сути дела, нам нужны маяки, которые были бы видны на колоссальнейших расстояниях и, следовательно, сияли бы в миллионы и миллионы раз ярче звезд и в сотни раз ярче галактик. Именно такие маяки помогли бы нам проследить в глубинах времени и пространства путь, пройденный Вселенной, и дали бы возможность раскрыть ее строение.

Сейчас крепнет уверенность, что астрономам удалось открыть такие маяки.

Эти светила были названы «квазарами» (от quasi-stellar). В действительности они представляют собой особого рода галактики, ошибочно принятые первоначально за звезды.

Квазар, обозначаемый З-С-9, изученный с помощью, как оптических телескопов, так и радиотелескопов, имеет спектр, в котором смещение достигает 215 процентов в сторону более длинных волн. Если, как обычно предполагается, это «красное смещение» вызвано скоростью удаления источника света от наблюдателя и если эта скорость пропорциональна расстоянию (другими словами, если наша Вселенная расширяется), то это красное смещение соответствует скорости удаления, равной 240000 километров в секунду, и расстоянию в 8 миллиардов световых лет.

Самое поразительное то, что эти светила излучают достаточно видимого света, чтобы их можно было наблюдать с таких колоссальнейших расстояний. Видимо, испускаемая ими энергия превышает излучение Солнца более чем в миллион миллионов раз.

На еще больших расстояниях объект оказывается слишком слабым, чтобы можно было измерить красное смещение в его спектре, и наши оптические телескопы пока еще не могут превзойти этот предел. Но расстояние 8 миллиардов световых лет означает, что свет от квазара З-С-9 провел в пути столько же времени. Глядя на этот квазар, мы, в сущности, заглядываем на 8 миллиардов лет в прошлое, а это составляет примерно 80 процентов истории нашей Вселенной.

Хотя сейчас 8 миллиардов световых лет как будто и составляют предел возможности оптических наблюдений, радиоастрономия может повести нас еще дальше.

Радиотелескопы помогли обнаружить источники космического радиоизлучения такого же типа, как квазар З-С-9, но слабее его. Если предположить, что все эти радиоисточники имеют одну и ту же абсолютную яркость, то их видимая яркость позволяет оценить предел достижимости радиотелескопов в 9 миллиардов световых лет. Этот предел значительно превзойден новым гигантским радиотелескопом в Пуэрто-Рико

Предполагается, что этот радиотелескоп будет способен зарегистрировать излучение от радиогалактик и квазаров, расположенных на расстояниях 10—12 миллиардов световых лет. Это означает, что становится возможным принять «репортаж» о начале нашей Вселенной.

Эта возможность, фантастичная еще несколько лет назад, становится реальной благодаря чудовищному количеству света и других электромагнитных волн, испускаемому квазарами. Их радиоизлучение — результат одного или нескольких взрывов, разогревших центральное ядро настолько, что оно способно светить, как миллион солнц в течение миллиона лет и даже более. Радиоизлучение от радиогалактик вызывается взрывом подобного же рода, но, видимо, меньшей мощности.

Эти маяки в космосе можно использовать как исходные триангуляционные пункты для построения карты звездного мира во времени и в пространстве. И это дело отнюдь не далекого будущего. Работа по составлению такой карты уже началась, полученные результаты представляют огромный интерес.

Что можно сказать об изменении свойств квазаров со временем?

В течение 100 тысяч лет, прошедших после начальной вспышки, излучение должно сохранять постоянную интенсивность, которая затем начинает экспоненциально убывать. Через миллион лет после вспышки мощность излучения составляет всего 1/1000 начальной, а через 10 миллионов лет она падает еще в 1000 раз. На этой стадии квазар настолько ослабевает, что его уже невозможно обнаружить. Не найдено ни одного квазара, возраст которого превышал бы несколько миллионов лет.

Расстояние квазаров и их распределение в пространстве могут быть рассчитаны по их видимой яркости. При этом выясняется, что их пространственная плотность более или менее постоянна в пределах 1—2 миллиардов световых лет. За пределами этого расстояния число квазаров увеличивается во всех направлениях. Их плотность удваивается в сферическом слое с радиусом в несколько миллиардов световых лет. Затем с дальнейшим увеличением расстояния их плотность вновь быстро убывает, и на «радиогоризонте», то есть на расстоянии 9 миллиардов световых лет, их плотность составляет лишь 1/50 наблюдаемой на более близких расстояниях.

Фактически это распределение в пространстве отражает эволюцию во времени: мы наблюдали квазары на расстояниях, соответствующих длительности их существования. Если квазары кажутся наиболее многочисленными на расстояниях в несколько миллиардов световых лет, то это объясняется тем, что в тот далекий период времени их взрывы были наиболее частыми.

Но когда мы заглядываем еще дальше, то отмечаем почти полное отсутствие квазаров, хотя современные радиотелескопы достаточно мощны, чтобы обнаружить их даже на таких огромных расстояниях. Это объясняется тем, что, продвигаясь назад во времени, мы достигли эпохи, предшествующей появлению первых квазаров.

Если у нас есть основания рассматривать квазары в качестве «самовоспламеняющихся» и быстро эволюционирующих ядер различных галактик, то моменты их вспышек можно связать с рождением галактик.

Стадия квазара должна быть приурочена к рождению галактики или следовать за ним через некоторое строго определенное время. Таким образом, квазары как бы отмечают на шкале времени рождение галактик, которое в свою очередь свидетельствует о критическом состоянии материи Вселенной, уже достаточно охладившейся после первоначального взрыва. Турбулентность некогда раскаленного космического газа существенно уменьшается, силы тяготения объединяют быстро движущиеся массы в протогалактики, то есть галактики в процессе конденсации.

Из этих наблюдений, видимо, следует, что процесс вспышек квазаров достиг кульминации 8—9 миллиардов лет назад; у нас нет никаких данных, указывающих на многочисленность квазаров в периоды, отстоящие от нашей эпохи еще дальше.

Мы живем в сравнительно спокойный период эволюции Вселенной, когда материя уже длительное время сконцентрирована в галактики и звезды.

Но с помощью радиотелескопов можно заглянуть в прошлое, достичь ранних стадий в жизни Вселенной, когда преобладающим фактором были потоки высокотемпературного излучения, а не скопления вещества. Мы уже почти достигли тех времен, когда только забрезжил рассвет мира, когда, возможно, не было звезд и все, что существовало, состояло из аморфной, еще не организованной материи.

Первые результаты этого исследования еще далеки от точности. Приведенные данные о пространстве и времени еще должны проверяться и уточняться. Эта задача и выпадает на долю более крупных телескопов, проектируемых или строящихся. Данные, полученные с их помощью, позволят астрономам и астрофизикам воссоздать историю нашей Вселенной.

Первый радиотелескоп был построен всего четверть века назад, а первый оптический телескоп — три века назад. Человек живет на Земле примерно миллион лет, а жизнь на Земле существует не менее миллиарда лет. Возраст Солнца, Земли и планет — 6—7 миллиардов лет, а Галактики, в которую входит наша солнечная система, 8—9 миллиардов лет. Расширение Вселенной, продолжающееся и ныне, могло начаться 10— 12 миллиардов лет назад. Но чем дальше мы углубляемся в прошлое, тем неопределеннее становятся события, отмечающие предысторию Вселенной.

Прошло не так уж много времени, с тех пор как ученые начали изучать прошлое Человека и Земли. Чтобы не блуждать в лабиринтах гипотез и предположений и не потерять путь в туманных далях пространства и времени, ученые имеют сейчас таких гидов, как квазары, — это маяки, свет и радиосигналы которых дошли до нас через миллиарды лет.

Источник

Adblock
detector